CN108259100A - 多表合一信息采集通信模拟试验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多表合一信息采集通信模拟试验系统,包括系统控制模块以及与所述系统控制模块相连的多个单台区模拟模块,其中所述系统控制模块包括路由器以及与所述路由器相连的工控机,所述单台区模拟模块包括多个通信节点,所述通信节点通过集线器与所述路由器相连至所述工控机,通过所述工控机控制所述通信节点的连接。本发明可以模拟现场环境,避免现场通信试验扰乱居民用电环境,降低居民用电投诉量,可在更加真实、更大规模的环境下对多表合一通信技术进行仿真试验,验证多表合一通信技术各类底层参数合理性,为多表合一通信技术的互联互通验证奠定基础。

Description

多表合一信息采集通信模拟试验系统
技术领域
[0001] 本发明涉及用电信息采集的技术领域,尤其是指一种多表合一信息采集通信模拟 试验系统。
背景技术
[0002] 目前面向用电信息采集的多表合一信息采集系统中常用的本地通信方式主要有 低压电力线载波通信、微功率无线通信等多种通信技术。其中低压电力线载波通信技术是 指利用220V工频配电网来传输高频弱电信号的通信技术;而微功率无线通信技术是指发射 功率不超过50mW,覆盖范围数百米,采用470MHz-510MHz频段,具备自组网功能的无线通信 技术,且微功率无线通信技术组网简单,通信速率可达10kbps。由于电力线网络和微功率无 线网络分布广泛,因此使用电力线和微功率无线作为通信媒质无需在室内打孔布线重新构 建通信网络,具有成本低廉,连接方便等优点,在智能电网和宽带接入方面受到越来越多的 关注。
[0003] 通信信道是通信的基础,以上两种通信技术的性能主要受到其通信信道的制约。 10kV以上的高压电力线信道环境较好,以中高压电力线作为信号传输通道的电力线载波电 话已经得到了广泛的应用。而低压电力网不是为传输高速数据而设计的,其构成电力网的 组件是按照输送电能的损失最小并保证可靠地传输低频电流而设计的,因此在低压线上进 行信号传输时会面对很多的问题,比如:干扰噪声复杂、线路阻抗小、信号衰减强等。微功率 无线信道是典型的无线信道,信号从发射天线到接收天线的传输过程中,会经历各种复杂 的传播路径,包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同 时,电波在各条路径的传播过程中,有用信号会受到各种噪声的污染,包括加性噪声(如高 斯白噪声)、乘性噪声的污染,因而会出现不同情形的损伤,严重时,会使有用信号难以恢 复。无线信号在传播时,不仅存在自由空间固有的传输损耗,还会受到由于建筑物、地形等 的阻挡而引起信号功率的衰减,这种衰减还会由于信道环境的改变出现随机的变化。
[0004] 为了克服上述问题,现有中国发明专利(103346846A)公开了一种用电信息采集系 统的通信信道仿真系统,该系统包括:主站计算机,用于与采集终端进行信号交互,根据信 号交互结果确定用电信息采集系统的通信性能;远程通信信道仿真子系统,用于对主站计 算机和采集终端之间传输的信号进行远程通信信道特征化处理;采集终端,用于与主站计 算机进行信号交互,与电能表进行信号交互;本地通信信道仿真子系统,用于对采集终端和 电能表之间传输的信号进行本地通信信道特征化处理;电能表,用于通过本地通信信道仿 真子系统与采集终端进行信号交互;净化电源子系统,用于提供电能和匹配阻抗并隔离干 扰噪声。上述虽然能够模拟用电信息采集系统通信信道的基本特征,为通信信道建设提供 参考信息,但是其模拟通信信道的效果不准确导致与现场实际信息差别较大。
发明内容
[0005]为此,本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中模拟通信信道的效果差的 问题从而提供一种效果良好且与现场实际信息差别较小的多表合一信息采集通信模拟试 验系统。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明的一种多表合一信息采集通信模拟试验系统,用于 评估验证待测本地通信设备在特定仿真环境中的通信功能及性能指标,包括系统控制模块 以及与所述系统控制模块相连的多个单台区模拟模块,其中所述系统控制模块包括路由器 以及与所述路由器相连的工控机,所述单台区模拟模块包括多个通信节点,所述通信节点 通过集线器与所述路由器相连至所述工控机,通过所述工控机控制所述通信节点的连接。
[0007] 在本发明的一个实施例中,所述多个单台区模拟模块之间通过衰减器相连。
[0008] 在本发明的一个实施例中,所述通信节点的主节点通过衰减器与第一级路由中的 多个所述通信节点的从节点相连,所述第一级路由中的从节点通过所述衰减器与第二级路 由中的从节点相连,根据所述单台区模拟模块的规模,依次顺序设置,直至所述第N级路由 中的从节点通过所述衰减器与第N+1级路由中的从节点相连。
[0009] 在本发明的一个实施例中,所述第N级路由中的从节点与所述第N+1级路由中的从 节点之间设有噪阻。 在本发明的一个实施例中,所述主节点位于主节点模块接口板上,所述主节点模块接 口板包括CC0模块接口、单相表模块接口以及三相表模块接口。
[0010] 在本发明的一个实施例中,所述从节点位于从节点模块接口板上,所述从节点模 块接口板上包括多个从节点模块接口。
[0011] 在本发明的一个实施例中,所述通信节点包括屏蔽箱体、接口单元板、串行通信转 接板、通信模块托盘,其中所述接口单元板、串行通信转接板、通信模块托盘均位于所述屏 蔽箱体内。
[0012] 在本发明的一个实施例中,所述单台区模拟模块还包括载波信道仿真设备、微功 率信道仿真设备。
[0013] 在本发明的一个实施例中,所述载波信道仿真设备包括工频隔离衰减设备、噪声 注入隔离设备、负载阻抗切换设备、拓扑调节设备。
[0014] 在本发明的一个实施例中,所述微功率信道仿真设备包括射频衰减设备、射频开 关、噪声注入隔离设备。
[0015] 本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点: 本发明所述的多表合一信息采集通信模拟试验系统,可以模拟现场的台区串扰、噪声 干扰、信道衰减、负载变化特性及现场的多表合一信息采集业务特点,评估验证待测本地通 信设备在特定仿真环境中的通信功能及性能指标,可实现台区串扰模型建立与串扰度调 节、事件上报规模与频度调节、信道环境设置(路由层级、动态拓扑、噪声注入、负载阻抗变 化、衰减量变化、多径环境)、模拟表计配置等系统功能;另外,可为开展面向用电信息采集 的多表合一信息采集通信模拟试验奠定基础,促进面向用电信息采集的多表合一信息采集 技术的发展和规范应用。
附图说明
[0016] 为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合 附图,对本发明作进一步详细的说明,其中 图1是本发明多表合—信息采集通信模拟试验系统示意图; 图2是本发明通信模拟试验系统多台区模型示意图; 图3是本发明小规模台区模型示意图; 图4是本发明中规模台区模型示意图; 图5是本发明大规模台区模型示意图。
具体实施方式
[0017] 如图1所示,本实施例提供一种多表合一信息采集通信模拟试验系统,用于评估验 证待测本地通信设备在特定仿真环境中的通信功能及性能指标,包括:系统控制模块10以 及与所述系统控制模块1〇相连的多个单台区模拟模块20,其中所述系统控制模块10包括路 由器11以及与所述路由器11相连的工控机12,所述单台区模拟模块20包括多个通信节点, 所述通信节点通过集线器21与所述路由器11相连至所述工控机12,通过所述工控机12控制 所述通信节点的连接。
[0018] 本实施例所述多表合一信息采集通信模拟试验系统,用于评估验证待测本地通信 设备在特定仿真环境中的通信功能及性能指标,包括:系统控制模块10以及与所述系统控 制模块10相连的多个单台区模拟模块20,第一单台区模拟模块、第二单台区模拟模块…,通 过所述多个单台区模拟模块2〇可以模拟现场各种环境,其中所述系统控制模块1 〇包括路由 器11以及与所述路由器11相连的工控机12,所述单台区模拟模块2〇包括多个通信节点,通 信节点1、通信节点2、通信节点3..•,通过所述通信节点可以模拟现场的台区串扰、噪声干 扰、信道衰减、负载变化特性,所述通信节点通过集线器21与所述路由器11相连至所述工控 机12,通过所述工控机12控制所述通信节点的连接,从而实现在实验室内有效模拟现场的 各种环境,真实准确的反应了现场待测设备的通信功能及性能指标,为验证待测设备通信 机制的一致性提供了高效的测试方法。
[0019] 为了在更加真实、更大规模的环境下对多表合一通信技术进行仿真试验,需要解 决仿真台区间通信串扰问题,因此需要设计多台区模型,即多个单台区模拟模块,其中所述 多台区模型主要用于解决仿真台区间通信串扰问题,还具有探索验证通信模块的自动搜 表、台区管理、垮台区抄收等新型应用。由于台区间串扰一般可以分为CCO (Center Coordination主节点)间串扰、STA (Staion从节点)间串扰以及混合串扰等类型,因此本发 明所述多个单台区模拟模块之间通过衰减器30相连,从而形成所述多台区模型。如图2所 示,结合模拟试验系统有10个台区的规模,分别为台区1、台区2…台区10,所述多个台区之 间均通过衰减器30相连,由于通过合理设置信号衰减量,因此可以灵活设置本台区对外信 号强度和不同台区间的信号耦合度;还可以实现若干强串扰的台区群,以及强串扰台区群 间的弱串扰;可以灵活调节干扰程度;另外,还可以模拟出共零、共地等导致的强串扰,以及 物理距离等导致的弱串扰等干扰类型。本发明所述多台区模型通过灵活设置串扰类型,能 够更加有效的模拟现场。
[0020]由于多台区模型由多个单台区模拟模块20组成,且所述单台区模拟模块20具备可 调节性,因此可以进行拓扑结构的调节,具体地,通过将相邻台区的分支连接到需要扩大规 模的台区分支上,通过工频继电器实现切换。为了更加真实的反映用电信息采集系统的实 际场景,所述通信节点的主节点通过衰减器30与第一级路由中的多个所述通信节点的从节 点相连,所述第一级路由中的从节点通过所述衰减器30与第二级路由中的从节点相连,根 据所述单台区模拟模块的规模,依次顺序设置,直至所述第_及路由中的从节点通过所述衰 减器与第N+1级路由中的从节点相连。根据所述单台区模拟模块的规模,本发明单台区模型 设计了大中小三种模型,下面详细说明三种模型对应的单台区模型。
[0021]对于小规模台区模拟模块,如图3所示,所述主节点CC0通过衰减器30与第一级路 由中的多个从节点相连,所述第一级路由中的从节点通过所述衰减器30与第二级路由中的 从节点相连。其中所述第一级路由中的从节点与所述第二级路由中的从节点之间设有噪 阻,通过所述噪阻模拟现场噪声。上述小规模台区模拟模块,三相供电,最大两级路由深度, 通信路径相对简单,留两个噪声、阻抗调节接口,6只屏蔽箱,100块表规模。
[0022]对于中规模台区模拟模块,如图4所示,所述主节点CC0通过衰减器30与第一级路 由中的多个从节点相连,所述第一级路由中的从节点通过所述衰减器30与第二级路由中的 从节点相连,所述第二级路由中的从节点通过所述衰减器30与第三级路由中的从节点相 连。其中所述第一级路由中的从节点与所述第二级路由中的从节点之间设有噪阻,所述第 二级路由中的从节点与所述第三级路由中的从节点之间也设有噪阻,通过所述噪阻模拟现 场噪声。上述中规模台区模拟模块,三相供电,最大三级路由深度,通信路径相对复杂,留4 个噪声、阻抗调节接口,11只屏蔽箱,200块表规模。
[0023] 对于大规模台区模拟模块,如图5所示,所述主节点CC0通过衰减器30与第一级路 由中的多个从节点相连,所述第一级路由中的从节点通过所述衰减器30与第二级路由中的 从节点相连,所述第二级路由中的从节点通过所述衰减器30与第三级路由中的从节点相 连,依次顺序设置,直至所述第14级路由中的从节点通过所述衰减器与第15级路由中的从 节点相连。其中所述第一级路由中的从节点与所述第二级路由中的从节点之间设有噪阻, 另外,根据随机原则,在其中所述某一级路由中的从节点与所述下一级路由中的从节点之 间也可以设有噪阻,通过所述噪阻模拟现场噪声。上述大规模台区模拟模块,三相供电,通 过设置关键路径的衰减量,可以设置载波最大15级路由深度,微功率无线7级路由深度。通 信路径复杂,留7个噪声、阻抗调节接口,31只屏蔽箱,600只表规模,适合开展仿真多径效应 等测试项目。
[0024]由于所述通信节点分为主节点和从节点,其每个节点为同一路由层级通信单元的 组合,不同性质的节点,所述通信单元的配置也不相同,其中通信单元是指安装在集中器或 电能表中的载波通信模块、微功率通信模块等。所述通信节点包括屏蔽箱体、接口单元板、 串行通信转接板、通信模块托盘,其中所述接口单元板、串行通信转接板、通信模块托盘均 位于所述屏蔽箱体内,通过所述接口单元板可以虚拟集中器和虚拟表,从而可以模拟现场 的台区串扰、噪声干扰、信道衰减、负载变化等特性。
[0025]所述主节点位于主节点模块接口板上,所述主节点模块接口板包括CC0模块接口、 单相表模块接口以及三相表模块接口。所述主节点模块接口板上配置三相四线工频信号插 座,工频信号由手动开关控制;还提供232信号接口,具备集中器设备接入能力。另外模块供 电DC电源由程控设备控制。
[0026]所述从节点位于从节点模块接口板上,所述从节点模块接口板上包括多个从节点 模块接口。具体地,在本实施例中,所述从节点模块接口板上包括20个从节点模块接口。所 述从节点模块接口板上配置单相工频信号插座,工频信号由手动开关控制;还提供485信号 接口,具备采集器设备接入能力。另外,模块供电DC电源由程控设备控制。
[0027]所述通信节点控制主要完成通信模块上电、事件、复位、通信交互等过程,其中所 述通信模块位于所述集中器或者虚拟表上。所述通信节点控制由所述串口服务器和主节点 模块接口板、从节点模块接口板共同完成。所述串口服务器完成网络信号和串行信号的变 换,所述主节点模块接口板以及所述从节点模块接口板用于实现通信模块上电、事件、复位 等具体控制动作。
[0028]为了建立恒定可重复的通信路由层级环境,本实施例采用电磁屏蔽箱体进行通信 信号隔离。所述屏蔽箱的工作方式设计为电动控制,考虑到节点通信模块规模,所述屏蔽箱 的工作尺寸10*10,所述屏蔽箱的滤波器接口形式选择(USB+RJ45+ DC+DC),隔离度要求大 于70dB,隔离频段覆盖载波和微功率无线通信设备。
[0029] 本实施例中,所述系统控制模块10可以形成系统控制柜;所述单台区模拟模块2〇 可以形成台区模拟柜。对于机柜的整体性要求,应该具有抗振动、抗冲击、耐腐蚀、防尘、防 水、防辐射等性能,以便保证设备稳定可靠地工作。具有良好的使用性和安全防护设施,便 于操作、安装和维修,并能保证操作者安全。同时,便于生产、组装、调试和包装运输。保证造 型美观、适用、色彩协调。
[0030] 所述系统控制模块10还包括载波噪声源、微功率噪声源、人工电源网络、工控机、 键盘显示一体设备等。所述单台区模拟模块20还包括主节点仿真屏蔽箱、从节点仿真屏蔽 箱、载波信道仿真设备、微功率信道仿真设备、电源设备和连接电缆等。其中,所述主节点仿 真屏蔽箱用于构建通信中主节点的工作环境,隔离内外电磁环境,为主节点正常工作提供 电源、控制、数据交互等支持;所述从节点仿真屏蔽箱用于构建通信中从节点的工作环境, 隔离内外电磁环境,为从节点正常工作提供电源、控制、数据交互等支持;所述载波信道仿 真设备用于载波信道的衰减、噪声、阻抗特征模拟以及拓扑结构调整;所述载波信道仿真设 备包括工频隔离衰减设备、噪声注入隔离设备、负载阻抗切换设备、拓扑调节设备等,从而 实现精确的模拟现场环境,其中所述工频隔离衰减设备用于载波信号的程控衰减,同时可 以通过工频信号;所述噪声注入隔离设备用于载波频段的噪声信号注入,实现噪声信号的 单向注入;所述负载阻抗切换设备用于切换载波信号的负载阻抗的大小和类型;所述拓扑 调节设备用于调节电力线的拓扑结构。所述微功率信道仿真设备包括射频衰减设备、射频 开关、噪声注入隔离设备等,通过所述微功率信道仿真设备可以模拟微功率信道,提高模拟 现场环境的准确性。
[0031] 本实施例中,所述衰减器包括射频衰减器,所述射频衰减器用于微功率信道的传 输特性模拟,设定衰减量来仿真传输路径的长短。微功率工作频段在400M_500M左右,在射 频元件的选择、PCB板加工工艺、腔体结构上都需要做相应的处理。设计的衰减器阻抗规格 为50欧姆,输入与输出均采用SMA连接器,电压步进控制,射频dB衰减值从1到63dB,频率范 围从DC到1GHz,衰减形式采用n网络电阻衰减器结合继电器,为了保准其苛刻的指标,电阻 全部采用射频高精度贴片电阻,保证其有效平带内不会有波动及感性容性的干扰。所有控 制继电器均采用支持表面封装的1GHz/3GHz频段小型2极高频继电器。此外,排布PCB时,所 有阻抗,对地电容等射频参数均通过EDA仿真后排布。为了保证各级衰减值正常,同时累加 后总的衰减量准确,不会出现信号回馈的情况,每级衰减量电路之间,都采用墙体隔离,结 构件采用整洗的方式,保证屏蔽效果。
[0032]所述衰减器包括工频隔离衰减设备,所述工频隔离衰减设备用于隔离载波信道同 时无损通过工频信号。与射频衰减器相比,在设计工频隔离衰减器时,需要考虑工频信号的 无差损通过的同时还可以有效的对载波信号进行程控衰减。电路主要由工频隔离电路和信 号衰减电路并联构成。其中工频隔离电路主要用来滤除工频信号以外的载波信号分量,只 让工频无插损无外界干扰的情况下顺利通过。电路由切比雪夫低通滤波器与电源EMI滤波 器相结合的方式设计而成,两者相结合的优势是既可以保证隔离度,同时还能有效的减少 火零线对地的电容,极大程度减小漏电流,提高系统兼容性和可靠性。使用切比雪夫滤波器 主要考虑其过渡带陡峭,有利于抑制带外干扰信号。信号衰减器则是与工频滤波器相并联, 用于通过有用信号,取样电容选用0 • 1UF/450VAC的MPX电容,用来隔离工频同时通过射频信 号,用于将系统悬浮同电力线隔离,充分保证设备安全。衰减量可以步进程控,最小步进 ldB,最大衰减量68dB。同样的为了保准其苛刻的指标,电阻采用射频高精度贴片电阻,保证 其有效平带内不会有波动及感性容性的干扰。
[0033]模块接口单元用于控制通信模块的停上电、复位、事件触发,以及进行通信模块与 虚拟表间的通信报文转接。根据功能的差异分为主节点模块接口单元和从节点模块接口单 元。工控机上的虚拟表软件和整机测控软件通过串口服务单元进行模块接口单元的控制和 报文交互。选用ST公司的ARM系列处理器作为主控制芯片,该芯片负责接收解析模块控制指 令,实现对相应模块的控制。
[0034] 所述串口服务器主要提供串口转网络功能,能够将RS-232串口转换成TCP/IP网络 接口,实现RS-232串口与TCP/IP网络接口的数据双向透明传输。使得串口设备能够立即具 备TCP/IP网络接口功能,连接网络进行数据通信,极大的扩展串口设备的通信距离。电路主 控芯片选用ST公司STM32F207ZET6作为主控处理器芯片,主频高达120MHZ,内存128KB, FLASH为512KB,通过其高速的处理速度以及丰富的外设单元,实现对网络协议的处理以及 内存设备的读取,达到设计需求。网络接口芯片选用DAVIC0M公司的DM9051芯片,该芯片具 有简易的高速SPI通信接口,低功耗,内置10M/100M PHY,全双工,网络接口速度自适应模 式,完全兼容IEEE802 • 3u协议。串行接口芯片采用江苏沁恒公司的CH438Q芯片,该芯片同时 具有8个串行接口,支持5、6、7或者8个数据位以及1或者2个停止位,具有可编程通 讯波特率,支持1152〇Obps以及最高达4Mbps的通讯波特率。提供并行接口包含8位数 据总线,7位地址,3线控制:片选输入、写选通以及可选的读选通。
[0035] 所述噪阻即噪声注入单元的设计,是为了让系统自制的有用宽带噪声注入电力线 的同时不让电力线上的信号通过噪声注入单元反馈回来,破坏系统所搭建的拓扑结构,所 以设计时第一要素是考虑反向隔离度,既噪声输入电力线时无衰减,电力线上的无用信号 从噪声注入单元反馈时有大衰减,实现上述目标的主要运用放大器的单向放大特性。第二 要素是注入电力线时保证系统各部件的安全,因为一端是昂贵的弱电射频端一一射频信号 源,一端是强电端电力线系统。噪声放大后需注入电力线系统当中,采用电路电力线耦合 器,用来隔离工频同时通过射频信号。隔离变压器为1:1变压器,电感量为ImH,用于将系统 悬浮同电力线隔离,充分保证使用者的人身安全。隔离变压器的初级线包的工频感抗只有 0.3欧姆左右,对工频起到第一级隔离。为了进一步减小工频对后续电路和信号测量的影 响,增加了第二级工频吸收电感,经过多级抑制,工频抑制达到14〇dB以上,可以有效降低工 频电压直到uV量级,不对测试产生什么影响。
[0036]阻抗模拟单元设计的初衷是为了模拟实际电网中的等效容性负载或阻性负载,然 后加入电力线,后级系统通过自动化测试来分析其对电力线的影响,设计时需要考虑注入 电力线时保证系统各部件的安全。所以单元耦合电容选用0.1UF/450VAC的MPX电容,用来隔 离工频同,用于将系统悬浮同电力线隔离,充分保证设备安全。阻抗模拟单元利用工频和载 波信号的频差,针对载波信号进行阻抗切入的调节,避免低阻抗引起较大的工频功率消耗。 主要有工频隔离和载波阻抗切换部分构成。载波阻性阻抗变化5、50、100欧姆可以选,容性 阻抗实现0.1、0.01、0.001卟可选。
[0037]电源系统根据仿真系统的功能需求,可以划分为模块与测控单元电源和载波电源 两个部分。模块与测控单元电源,该部分电源为直流,采用AC-DC模块提供12V、24V两组基础 电源。24V主要用于屏蔽箱体开闭电机控制,12V电源用于模块与控制电路供电,模块与控制 电路间DC电源经过严格的EMI设计,避免电路间的相互干扰以及防止通信信号通过电源系 统串扰。用于测试电路的12V电源在测控电路中还需要进行电源管理产生5V、3.3V等电源。 AC-DC电源选用固炜电源。功耗计算如下: 大台区功耗: 12V*0 • 125A (STA模块直流功耗)相〇〇 (STA个数)*1 • 25 (交直流转换系数)=U25W 中台区功耗: 12V*0 • 125A (STA模块直流功耗)*200 (STA个数)*1 • 25 (交直流转换系数)=375W 小台区功耗: 12V*0.125A (STA模块直流功耗)*1〇〇 (STA个数)*1.25 (交直流转换系数)=187.5W CC0单元总有功: (12V*0 • 4A+3 • 3V*0. MA) (CCO模块直流功耗)*1〇 (CCO个数)*1 •四(交直流转换系数)= 66.2W /、 隔离衰减控制单元功耗: (5V*12*0 • 〇3A)衬34 (隔离单元数量)*1.如(交直流转换系数)=3〇1w 射频衰减器控制单元功耗: (12V*6*0.01A) *110 (隔离单元数量)*1 • 25 (交直流转换系数)=99W 模块控制板控制单元功耗: (12V*20*0.01A) *110 (隔离单元数量)*1.25 (交直流转换系数)=33〇W 有功总功率组成如下: 一个大台区+五个中台区+四个小台区+CC0单元总有功+隔离衰减控制单元+射频衰减 器控制单元+模块控制板控制单元=1125W+375W*5+187 • 5*4+66 • 2+301+09+330=4546 2ff 载波通信信道为载波信号和工频(载波电源)共用信道,为了实现载波信道参数的调 节,需要在载波信道中加入大量的隔离衰减设备,载波电源的设计需要重点考虑这曲设备 的功率需求,该功率需求组要为无功功率。功率计算如下: .....^ 大台区功耗: 15Var (隔离部件)*32 (个数)=480Var 中台区功耗: 15Var (隔离部件)*10 (个数)=150Var 小台区功耗: 15Var (隔离部件)*5 (个数)=75Var 台区隔离矩阵功耗: 15Var (隔离部件)*14 (个数)*3 (三相)=630 Var 无功总功率组成如下: 一个大台区+五个中台区+四个小台区+台区隔离矩阵=480Var +150Var *5+75Var *4+ 630Var =2160Var〇
[0038]机电控制设备在系统中的主要作用是用于系统中屏蔽箱的开启与关闭,屏蔽箱体 执行仓门开闭动作是通过切驱动电机的供电极性来实现的,控制设备由电极切换电路、处 理器、切换开关等构成。另外,屏蔽箱的开关经常是手动开关完成的,所以会出现按键抖动 的情况,为了避免屏蔽箱体电机误动作,在机电控制设备中加入了软件消抖与硬件消抖电 路,保证按键的正常操作。系统中有的大量的屏蔽箱,会出现单个箱开启关闭,和多箱同时 开启关闭的情况,当多箱同时开启关闭时,瞬态电流会激增出现竞争冒险,此时就需要机电 控制设备来合自动化控制,合理分时避让,避让时间仅为毫秒级,所以正常使用时无明显差 异。
[0039]系统测控软件在工控机环境下运行,为了实现对仿真环境各个要素的控制,需要 制定完整的控制方案和通信协议。整体控制方案采用网络接口进行控制,为所有网络设备 划分了固定的IP地址,通过不同端口号实现对不同设备的控制与信息交互。控制协议主要 分为模块控制类协议和设备控制类协议。
[0040] 本实施例中,多表合一信息采集通信模拟试验系统采用大小台区混合的模式,总 规模保持2000块表,10个台区。设计大规模台区1个,600块表规模(需30只屏蔽箱);中等规 模台区5个,每台区200块表规模(每台区需10只屏蔽箱);小规模台区4个,每台区100块表 (每台区需5只屏蔽箱体)。加上10个放置CC0的屏蔽箱体,整个系统需要大概需要no只屏蔽 箱体,38只机柜。系统集成了台区串扰模型与串扰度调节、事件上报规模与频度调节、信道 环境设置(路由层级、动态拓扑、噪声注入、负载阻抗变化、衰减量变化、多径环境)、模拟表 计配置等系统功能。
[0041] 显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于 所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变 动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变 动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1. 一种多表合一信息采集通信模拟试验系统,用于评估验证待测本地通信设备在特定 仿真环境中的通信功能及性能指标,其特征在于:包括系统控制模块以及与所述系统控制 模块相连的多个单台区模拟模块,其中所述系统控制模块包括路由器以及与所述路由器相 连的工控机,所述单台区模拟模块包括多个通信节点,所述通信节点通过集线器与所述路 由器相连至所述工控机,通过所述工控机控制所述通信节点的连接。
2. 根据权利要求1所述多表合一信息采集通信模拟试验系统,其特征在于:所述多个单 台区模拟模块之间通过衰减器相连。
3. 根据权利要求1所述多表合一信息采集通信模拟试验系统,其特征在于:所述通信节 点的主节点通过衰减器与第一级路由中的多个所述通信节点的从节点相连,所述第一级路 由中的从节点通过所述衰减器与第二级路由中的从节点相连,根据所述单台区模拟模块的 规模,依次顺序设置,直至所述第N级路由中的从节点通过所述衰减器与第N+1级路由中的 从节点相连。
4. 根据权利要求3所述多表合一信息采集通信模拟试验系统,其特征在于:所述第N级 路由中的从节点与所述第N+1级路由中的从节点之间设有噪阻。
5. 根据权利要求3所述多表合一信息采集通信模拟试验系统,其特征在于:所述主节点 位于主节点模块接口板上,所述主节点模块接口板包括CCO模块接口、单相表模块接口以及 三相表模块接口。
6. 根据权利要求3所述多表合一信息采集通信模拟试验系统,其特征在于:所述从节点 位于从节点模块接口板上,所述从节点模块接口板上包括多个从节点模块接口。
7. 根据权利要求1所述多表合一信息采集通信模拟试验系统,其特征在于:所述通信节 点包括屏蔽箱体、接口单元板、串行通信转接板、通信模块托盘,其中所述接口单元板、串行 通信转接板、通信模块托盘均位于所述屏蔽箱体内。
8. 根据权利要求1所述多表合一信息采集通信模拟试验系统,其特征在于:所述单台区 模拟模块还包括载波信道仿真设备、微功率信道仿真设备。
9. 根据权利要求8所述多表合一信息采集通信模拟试验系统,其特征在于:所述载波信 道仿真设备包括工频隔离衰减设备、噪声注入隔离设备、负载阻抗切换设备、拓扑调节设 备。
10. 根据权利要求8所述多表合一信息采集通信模拟试验系统,其特征在于:所述微功 率信道仿真设备包括射频衰减设备、射频开关、噪声注入隔离设备。
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